(57)【要約】  本発明は、  少なくとも１本のフロントガラスワイパー（５、６）を自動車のガラス面（１１）上で往復運動させるために駆動するように構成された少なくとも１つのモーター（２）と、  モーター（２）の出力部に配置された少なくとも１つの減速ギア（３）と、  モーターについての命令（Ｃ）を決定するように構成された制御部（４）と  を備え、  制御部（４）が、減速ギア（３）の効率に関連する少なくとも１つの変数パラメーターを考慮に入れて、モーターについての命令（Ｃ）を決定し、モーター（２）に供給する電力を変化させることにより、減速ギア（３）の効率の変動を補償するように構成されることを特徴とする、  自動車のワイパーユニット（１）に関する。  また、本発明は、少なくとも１本のフロントガラスワイパーを自動車のガラス面上で往復運動させるために駆動するように、モーターの回転速度についての命令を出す方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１本のフロントガラスワイパー（５、６）を自動車のガラス面（１１）上で往復運動させるために駆動するように構成された少なくとも１つのモーター（２）と、
前記モーター（２）の出力部に配置された少なくとも１つの減速ギア（３）と、
前記モーターについての命令（Ｃ）を決定するように構成された制御部（４）と
を備え、
前記制御部（４）が、前記減速ギア（３）の効率に関連する少なくとも１つの変数パラメーターを考慮に入れて、前記モーターについての命令（Ｃ）を決定し、前記モーター（２）に供給する電力を変化させることにより、前記減速ギア（３）の効率の変動を補償するように構成されることを特徴とする、
自動車のワイパーユニット（１）。
【請求項２】
前記制御部（４）が、変数パラメーターの動きが前記減速ギア（３）の効率を下げる傾向にある時には、前記モーター（２）に供給する電力を増加させるように構成されることを特徴とする、請求項１に記載のワイパーユニット（１）。
【請求項３】
前記制御部（４）が、前記変数パラメーターの動きが前記減速ギア（３）の効率を上げる傾向にある時には、前記モーター（２）に供給する電力を減少させるように構成されることを特徴とする、請求項１〜２のいずれか一項に記載のワイパーユニット（１）。
【請求項４】
前記減速ギア（３）の効率に関連する前記変数パラメーターが、推測または測定されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のワイパーユニット（１）。
【請求項５】
前記減速ギア（３）の効率に関連する少なくとも１つの変数パラメーターが、
前記モーターの瞬間回転速度（Ｖ）、
前記減速ギア（３）の温度（Ｔ）、
拭き取り方向（Ｍ）、
前記モーターのトルク（Ｃ０）
から選択されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のワイパーユニット（１）。
【請求項６】
前記モーター（２）に命令を出すために前記制御部（４）に管理されるように構成されたパルス幅調節器（ＰＷＭ）を備えることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のワイパーユニット（１）。
【請求項７】
前記モーター（２）が、少なくとも１つのウォーム（８）と、前記ウォーム（８）とかみ合う少なくとも１つの回転伝達部材（９）を有する前記減速ギア（３）を回転させるように構成されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のワイパーユニット（１）。
【請求項８】
少なくとも１本のフロントガラスワイパー（５、６）を自動車のガラス面（１１）上で往復運動させるために駆動するように、モーターの瞬間回転速度（Ｖ）についての命令を出す方法であって、モーターについての命令（Ｃ）が、モーター（２）の出力部に配置された減速ギア（３）の効率に関連する少なくとも１つの変数パラメーターを考慮に入れることにより決定され、前記モーター（２）に供給する電力を変化させることにより、前記減速ギア（３）の効率の変動を補償することを特徴とする方法。
【請求項９】
前記モーターの瞬間回転速度（Ｖ）の減少時には、前記減速ギア（３）の効率の低下を基にして決定される値により、前記モーター（２）に供給する電力を増加させ、前記モーターの瞬間回転速度（Ｖ）の上昇時には、前記減速ギア（３）の効率の向上を基にして決定される値により、前記モーター（２）に供給する電力を減少させることを特徴とする、請求項８に記載の命令方法。
【請求項１０】
一方の拭き取り方向（Ｍ）においては、前記減速ギア（３）の効率の低下を基にして決定される値により、前記モーター（２）に供給する電力を増加させ、他方の拭き取り方向（Ｍ）においては、前記減速ギア（３）の効率の向上を基にして決定される値により、前記モーター（２）に供給する電力を減少させることを特徴とする、請求項８および９のいずれか一項に記載の命令方法。
【請求項１１】
前記減速ギア（３）の温度の上昇時には、前記減速ギア（３）の効率の低下を基にして決定される値により、前記モーター（２）に供給する電力を増加させ、前記減速ギア（３）の温度の低下時には、前記減速ギア（３）の効率の向上を基にして決定される値により、前記モーター（２）に供給する電力を減少させることを特徴とする、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の命令方法。
【請求項１２】
前記モーターのトルク（Ｃ０）の増加時には、前記減速ギア（３）の効率の低下を基にして決定される値により、前記モーター（２）に供給する電力を増加させ、前記モーターのトルク（Ｃ０）の減少時には、前記減速ギア（３）の効率の向上を基にして決定される値により、前記モーター（２）に供給する電力を減少させることを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の命令方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイパーユニット、および少なくとも１本のフロントガラスワイパーを自動車のガラス面上で往復運動させるために駆動するように、モーターの瞬間回転速度についての命令を出す方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のワイパー装置は、自動車のガラス面を拭き取るためにフロントガラスワイパーブレードを動かすことができる少なくとも１つの電気モーターを備えている。
【０００３】
モーターがフロントガラスワイパーをどのような状況でも駆動させるのに十分なトルクを有するように、電気モーターは減速ギアに連結されている。一般的にワイパー装置で使用される減速ギアは、ウォームにかみ合い、モーターにより回転される少なくとも１つの歯車を備えている。
【０００４】
モーターの瞬間回転速度により、フロントガラスワイパーの拭き取り回数が決まる。手動モードでも自動モードでも、様々な拭き取り回数で、特に雨の強さに拭き取り回数を合わせて、拭き取りを行うことができる。よって、一般的に、拭き取りは、断続的な拭き取り、普通の拭き取り回数での連続的な拭き取り、拭き取り回数が多い連続的な拭き取りの中から決定または選択することができる。そして、この設定回数に合わせるために、モーターの瞬間回転速度が制御される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、モーターの電力消費に影響を及ぼし、制御精度に干渉する要因がいくつかあり得る。モーターに供給された電力と観測された拭き取り回数の間にばらつきが見られる。よって、モーターの制御を改善する方法、しかも装置のコストを上げすぎない方法、特にフィードバックセンサーを使用しない方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このために、本発明の主題は、
少なくとも１本のフロントガラスワイパーを自動車のガラス面上で往復運動させるために駆動するように構成された少なくとも１つのモーターと、
モーターの出力部に配置された少なくとも１つの減速ギアと、
モーターについての命令を決定するように構成された制御部と
を備え、
制御部が、減速ギアの効率に関連する少なくとも１つの変数パラメーターを考慮に入れて、モーターについての命令を決定し、モーターに供給する電力を変化させることにより、減速ギアの効率の変動を補償することを特徴とする、
自動車のワイパーユニットである。
【０００７】
制御部は、変数パラメーターの動きが減速ギアの効率を下げる傾向にある時には、例えば減速ギアの効率の低下に比例するように、モーターに供給する電力を増加させるように構成されてもよい。
【０００８】
制御部は、変数パラメーターの動きが減速ギアの効率を上げる傾向にある時には、例えば減速ギアの効率の向上に比例するように、モーターに供給する電力を減少させるように構成されてもよい。
【０００９】
減速ギアの機械的効率は一定ではないが、フロントガラスワイパーの使用に関連する様々な要因に依存するという事実を考慮に入れることにより、使用条件に関わらず、拭き取り回数が期待される回数と実際に一致するように、より正確なモーターについての命令を決定することができる。
【００１０】
ワイパーユニットの個別のまたは組み合わされた１つ以上の特徴によると、
減速ギアの効率に関連する変数パラメーターは、推測または測定され、
減速ギアの効率に関連する少なくとも１つの変数パラメーターは、
モーターの瞬間回転速度、
減速ギアの温度、
拭き取り方向、
モーターのトルク
から選択され、
ワイパーユニットは、モーターに命令を出すために制御部に管理されるように構成されたパルス幅調節器を備え、
モーターは、少なくとも１つのウォームと、ウォームとかみ合う少なくとも１つの回転伝達部材を有する減速ギアを回転させるように構成される。
【００１１】
本発明の別の主題は、少なくとも１本のフロントガラスワイパーを自動車のガラス面上で往復運動させるために駆動するように、モーターの瞬間回転速度についての命令を出す方法であって、モーターについての命令が、モーターの出力部に配置された減速ギアの効率に関連する少なくとも１つの変数パラメーターを考慮に入れることにより決定され、モーターに供給する電力を変化させることにより、減速ギアの効率の変動を補償することを特徴とする方法である。
【００１２】
命令方法の個別のまたは組み合わされた１つ以上の特徴によると、
モーターの瞬間回転速度の減少時には、減速ギアの効率の低下を基にして決定される値により、モーターに供給する電力を増加させ、モーターの瞬間回転速度の上昇時には、減速ギアの効率の向上を基にして決定される値により、モーターに供給する電力を減少させ、
一方の拭き取り方向においては、減速ギアの効率の低下を基にして決定される値により、モーターに供給する電力を増加させ、他方の拭き取り方向においては、減速ギアの効率の向上を基にして決定される値により、モーターに供給する電力を減少させ、
減速ギアの温度の上昇時には、減速ギアの効率の低下を基にして決定される値により、モーターに供給する電力を増加させ、減速ギアの温度の低下時には、減速ギアの効率の向上を基にして決定される値により、モーターに供給する電力を減少させ、
モーターのトルクの増加時には、減速ギアの効率の低下を基にして決定される値により、モーターに供給する電力を増加させ、モーターのトルクの減少時には、減速ギアの効率の向上を基にして決定される値により、モーターに供給する電力を減少させる。
【００１３】
以下、添付の図面を参照しながら、非限定的な例として、本発明の特徴とその実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】自動車のガラス面とワイパーユニットの概略図である。
【図２】図１のワイパーユニット用の減速ギアの例を示す図である。
【図３】図１のワイパーユニットの要素の概略図である。
【図４】Ｘ軸にワイパーユニットのモーターの瞬間回転速度（ＲＰＭ）を示し、Ｙ軸にワイパーユニットの減速ギアの効率（％）を示すグラフである。グラフには、一方の拭き取り方向（例えば下方向）における減速ギアの効率を示す曲線ＣＡ（丸印）と、他方の拭き取り方向（例えば上方向）における減速ギアの効率を示す曲線ＣＢ（十字印）の２つの曲線がある。
【図５】Ｘ軸に減速ギアの温度を示し、Ｙ軸に減速ギアの効率（％）を示すグラフである。グラフには、一方の拭き取り方向における減速ギアの効率を示す曲線ＣＣ（破線）と、他方の拭き取り方向における減速ギアの効率を示す曲線Ｃｄ（実線）の２本の曲線がある。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下の記載において、同一または同様の要素には、同じ参照符号を付与する。
【００１６】
以下の実施形態は例である。１つ以上の実施形態を参照しながら記載するが、同じ実施形態について参照しているとは限らないし、特徴が１つの実施形態にのみ当てはまるとも限らない。様々な実施形態のそれぞれの特徴が、他の実施形態を実現するために組み合わせられたり入れ替えられたりし得る。
【００１７】
図１は、自動車のワイパーユニット１を示している。
【００１８】
ワイパーユニット１は、少なくとも１つのモーター２と、モーター２の出力部に配置された少なくとも１つの減速ギア３と、制御部４とを備えている。
【００１９】
モーター２は、少なくとも１本のフロントガラスワイパー５、６を自動車のガラス面１１上で往復運動させるために駆動するように構成されている。往復運動は、下方向への移動と上方向への移動を交互にすることによりなされる。下方向はフロントガラスワイパー５、６の上から下への移動に対応し、上方向はフロントガラスワイパー５、６の下から上への移動に対応する。
【００２０】
ワイパーユニット１は、例えば、自動車（フロントガラス）のフロントガラス面１１に関連する２つのモーター２を備える。各モーター２はそれぞれの駆動アーム５を駆動し、各駆動アーム５はそれぞれのフロントガラスワイパーブレード６を駆動する。
【００２１】
通常、直流モーター２は、ステーターとローターとを備えている。図２の例示的な実施形態によると、ローターの軸は、少なくとも１つのウォーム８を有している。ウォーム８は、例えば金属製である。
【００２２】
減速ギア３は、歯車伝動装置を備えている。歯車伝動装置は、ウォーム８と出力軸の間に挿入され、ウォーム８とかみ合う少なくとも１つの回転伝達部材９を備えている。
【００２３】
回転伝達部材９は、例えば、歯車または歯付き部を備える。歯車または歯付き部は、例えば金属製またはプラスチック製である。
【００２４】
出力軸は、例えば、回転伝達部材９と共軸であり、回転伝達部材９と共に回転するように差し込まれている。出力軸は、フロントガラスワイパー機構の伝達装置のクランク（またはレバー）または駆動アームヘッド等であり、フロントガラスワイパー要素と共に組み立てられて回転することが意図されている。
【００２５】
制御部４は、少なくとも１本のフロントガラスワイパー５、６の拭き取り回数を変更するために、モーターについての命令Ｃに基づき、特に設定拭き取り回数Ｂの関数として決定されるモーターの瞬間回転速度Ｖを制御するように構成されている。
【００２６】
制御部４は、１つ以上のマイクロコントローラーまたはコンピューターを備え、計算の実行に適したメモリーとプログラムを有し、接続先の要素に対し命令の送受信を行う。これは、例えば、自動車に搭載されたコンピューターである。
【００２７】
設定拭き取り回数Ｂは、車室内の大抵ハンドルやダッシュボードの近くにあるレバーや任意の作動装置を用いて、運転者が調整することができる。
【００２８】
手動モードでは、ユーザーは、例えば、複数の選択肢から設定拭き取り回数Ｂを選ぶことができる。設定拭き取り回数Ｂには、フロントガラスワイパー５、６が停止状態である停止位置や、１回だけの拭き取りや、ユーザーが例えばレバーに配置された親指で操作する円板形のコントローラーを用いて設定した単位時間あたりの拭き取り回数での断続的な拭き取りや、普通の拭き取り回数での連続的な拭き取りや、拭き取り回数が多い連続的な拭き取り等がある。
【００２９】
さらに、自動車によっては、雨が降っているか、雨の強さを感知するレインセンサー１３が備えられている。この場合、ユーザーは、自動モードを選択することもできる。自動モードでは、レインセンサー１３からの情報の処理結果に応じて、設定拭き取り回数Ｂが、停止位置、普通の拭き取り回数での連続的な拭き取り、または拭き取り回数が多い連続的な拭き取りから選択される。
【００３０】
モーターの瞬間回転速度Ｖを、例えば０〜１００ＲＰＭの間で調節するために、ワイパーユニット１は、パルス幅調節器ＰＷＭを備えてもよい。パルス幅調節器ＰＷＭは、電源７の電圧Ｕと命令信号Ｓを利用することにより、連続パルスの時間長を調節し、モーターについての命令Ｃを出すように構成されている。
【００３１】
制御部４は、設定拭き取り回数Ｂに加え、減速ギア３の効率に関連する少なくとも１つの変数パラメーターの関数でもあるモーターの瞬間回転速度Ｖを制御するために、モーターについての命令Ｃを決定し、モーター２に供給する電力を変更することにより、減速ギア３の効率の変動を補償するように構成されている。
【００３２】
電力の調節は、増やすか減らすかであり、任意として減速ギア３の効率の変動に比例し、連続的または離散的（段階的）であり、ワイパーユニット１の特徴に応じ得る既定の値を含む既定の表を用いて決定されてもよい。
【００３３】
制御部４は、変数パラメーターの動きが減速ギア３の効率を下げる傾向にある時には、例えば減速ギア３の効率の低下に比例するように、モーター２に供給する電力を増加させ、変数パラメーターの動きが減速ギア３の効率を上げる傾向にある時には、例えば減速ギア３の効率の向上に比例するように、モーター２に供給する電力を減少させるように構成されてもよい。
【００３４】
実際に、フロントガラスワイパー５、６に供給される機械的な力とモーター２に供給される電力との比率により決定される減速ギア３の効率は、一定ではなく使用条件により変動するため、モーターについての命令Ｃを決定するためには、この変動性を考慮に入れる必要があると考えられている。
【００３５】
このために、ある瞬間ｔにおける効率を、その前の瞬間ｔ−１における効率値と比較することが考えられる。この比較の結果に応じて、モーター２に供給する電力が増減される。
【００３６】
また、減速ギア３の効率に関連する変数パラメーターを、推測または測定してもよい。
【００３７】
変数パラメーターを推測する場合は、制御部４は、モーター２に供給する電力を減速ギア３の効率の関数として関連付けるための表および／または法則を、メモリー内に備えてもよい。
【００３８】
減速ギア３の効率を変動させ得る変数パラメーターは、
モーターの瞬間回転速度Ｖ、
減速ギア３の温度Ｔ、
拭き取り方向Ｍ、
モーターのトルクＣ０
であってもよい。
【００３９】
設定拭き取り回数Ｂは、減速ギア３の効率に影響し得る。
【００４０】
実際に、モーターの瞬間回転速度Ｖは、拭き取り回数に依存する。さらに、モーターの瞬間速度は、減速ギア３の効率に影響し得る。よって、瞬間速度が上昇すると、減速ギア３の効率が上がる。図４に例が示されている。
【００４１】
図４には、瞬間速度（ＲＰＭ）の関数として減速ギア３の効率を表す２本の曲線ＣＡとＣＢが示されている。曲線ＣＡ（丸印）は一方の拭き取り方向における減速ギア３の効率を示し、曲線ＣＢ（十字印）は他方の拭き取り方向における減速ギア３の効率を示している。この図の２本の曲線ＣＡとＣＢから分かるように、瞬間速度の上昇に伴い、減速ギア３の効率が上がる。この上昇率は、瞬間速度の上昇に比例しない。減速ギア３の効率への速度の影響は、一方向、例えば上方向（曲線ＣＢ）において、低速度であるほど（始点０に向かうほど）大きくなる。実際に、この例では、上方向において、瞬間速度がほぼ０から最高速度の間で変動する間に、減速ギア３の効率は１％から５０％の間で変動し得る。よって、瞬間速度が上がれば上がるほど、モーター２に供給される電力の損失が小さくなる。
【００４２】
よって、モーターの瞬間回転速度Ｖの減少時には、減速ギア３の効率の低下を基にして決定される値により、モーター２に供給する電力を増加させ、モーターの瞬間回転速度Ｖの上昇時には、減速ギア３の効率の向上を基にして決定される値により、モーター２に供給する電力を減少させることができる。
【００４３】
モーターの瞬間回転速度Ｖは、角位置センサーを用いて取得してもよい。
【００４４】
メモリーに記憶された表および／または法則により、設定拭き取り回数Ｂを達成するために供給される電力に加え、低速時の減速ギア３の効率の低下に起因して考慮に入れるべき電力の増加量も決定することができる。
【００４５】
拭き取り方向も、減速ギア３の効率に影響し得る。
【００４６】
効率の差は、減速ギア３の回転伝達部材９の歯の方向から説明がつく。歯の方向により、減速ギア３とウォーム８の間の機械的摩擦により、一方向において他方向よりも大きな損失が出る可能性がある。歯の方向は、どの方向で減速ギア３を自動車に取り付けるかにより決まる。
【００４７】
図４に例が示されている。曲線ＣＡ（丸印）は一方向（例えば下方向）における減速ギア３の効率を示し、曲線ＣＢ（十字印）は他方向における減速ギア３の効率を示している。この図から、モーターの瞬間回転速度が同じである時に（縦の破線）、減速ギア３の効率が、一方向において他方向よりも低いことが分かる。減速ギア３の効率に５％から２５％の違いがあることを見て取ることができる。この違いは、速度の増加に比例していないが、モーター２の瞬間速度の増加に伴い減少している。
【００４８】
よって、一方の拭き取り方向Ｍにおいては、減速ギア３の効率の低下を基にして決定される値により、モーター２に供給する電力を増加させ、他方の拭き取り方向Ｍにおいては、減速ギア３の効率の向上を基にして決定される値により、モーター２に供給する電力を減少させることができる。瞬間速度が低いと、二方向間の力の差は大きくなり得る。
【００４９】
拭き取り方向Ｍについての情報は、ブレード５、６の拭き取り動作を管理する制御部４から予め取得してもよい。これは、フロントガラスワイパー５、６用の角位置センサー１０により決定されてもよい。よって、角位置センサー１０からの情報により、交互の拭き取りの管理に加え、モーター２に供給する電力の制御も可能になる。
【００５０】
他方向の場合と比べた、一方向における減速ギア３の効率の低下に起因して考慮に入れるべき電力の増加量は、メモリーに記憶された表および／または法則から決定されてもよい。
【００５１】
減速ギア３の温度Ｔも、減速ギア３の効率に影響し得る。
【００５２】
減速ギア３の材料の性質により、特にプラスチックの場合は、回転伝達部材９の剛性が温度により増減し得る。図５から分かるように、減速ギア３の温度の低下により、減速ギアの効率が上がる傾向にある。実際に、減速ギア３の歯が高温になると、変形し、力を吸収する傾向があり、これにより減速ギア３の効率性能に影響を与える。
【００５３】
自動車では、減速ギア３の温度を−４０℃から＋１１５℃まで測定することができる。よって、温度の上昇に伴う減速ギア３の効率の低下を補償するために、減速ギア３の温度の上昇時には、減速ギア３の効率の低下を基にして決定される値により、モーター２に供給する電力を増加させ、減速ギア３の温度の低下時には、減速ギア３の効率の向上を基にして決定される値により、モーター２に供給する電力を減少させることができる。
【００５４】
温度の影響は、減速ギア３の回転伝達部材９とウォーム８が異なる構成材料から作られる場合、特に、回転伝達部材９がプラスチック製であり、ウォーム８が金属製である場合に、より大きくなる。
【００５５】
減速ギア３の温度Ｔは、例えば、数学的モデルと、特にパルス幅調節器ＰＷＭを有し、特に減速ギア３の近くに配置された電子板１５の温度センサー１４から出力される測定値を用いて推測してもよい。
【００５６】
モーターのトルクＣ０も、減速ギア３の効率に影響し得る。実際に、モーターのトルクＣ０の増加に伴い、減速ギア３の効率が下がる。
【００５７】
よって、トルクＣ０の増加に伴う減速ギア３の効率の低下を補償するために、トルクＣ０の増加時には、減速ギア３の効率の低下を基にして決定される値により、モーター２に供給する電力を増加させ、トルクＣ０の減少時には、減速ギア３の効率の向上を基にして決定される値により、モーター２に供給する電力を減少させることができる。
【００５８】
モーターのトルク値についての情報は、例えば数学的モデルまたは既定の表を用いて推測してもよい。
【００５９】
よって、減速ギア３の機械的効率は一定ではないが、フロントガラスワイパー５、６の使用に関連する様々な要因に依存するという事実を考慮に入れることにより、使用条件に関わらず、拭き取り回数が期待される回数と実際に一致するように、より正確なモーターについての命令Ｃを決定することができる。
【図１】
2019527163.tif 000003
【図２】
2019527163.tif 000004
【図３】
2019527163.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2019527163.tif 000008
2019527163.tif 000009
2019527163.tif 000010
2019527163.tif 000011